Електричний струм в рідинах презентация

Електролітична дисоціація

Електролітична дисоціація
По електричних властивостях всі рідини можна розділити на 2 групи:
Рідини
Провідні
Не провідні
Містять вільні заряджені частинки (дисоціюючі) – електроліти.
Ті, що не містять вільні заряджені частинки (не дисоціюючі).
До них відносяться розчини (найчастіше водні) і розплави солей, кислот й основ.
До них відносяться дистильована вода, спирт, мінеральне масло ...
Електролітичної дисоціацією називається розпад нейтральних молекул речовини в розчиннику на позитивні і негативні іони.

Електролітична дисоціація
Na Cl
Na+
Cl-
Електролітична дисоціація кухонної солі
NaCl → Na+ + Cl-
Дисоціація інших речовин:
CuSO4 → Cu 2+ + SO42-
HCl → H + + Cl-
H2SO4 → H+ + H+ + SO42-
CaCl2 → Ca 2+ + Cl- + Cl-
При дисоціації іони металів і водню завжди заряджені позитивно, а іони кислотних радикалів і групи ОН – негативно.

Електричний струм в електролітах. Електроліз

Электроліз
Іони в електроліті рухаються хаотично, але при створенні електричного поля характер руху стає впорядкованим: позитивні іони (катіони) рухаються до катода, негативні іони (аніони) рухаються до анода
+ (анод)
- (катод)
+
+
+
-
-
-
+
-
Електричний струм в електролітах являє собою впорядкований рух позитивних і негативних іонів

Электроліз
Розглянемо, що відбувається, коли іони досягають електродів (на прикладі мідного купоросу)
CuSO4 → Cu 2+ + SO42-
+
+
- (катод)
Позитивні іони міді, підходячи до катода, отримують два відсутніх електрона, відновлюючись до металевої міді
У процесі протікання струму через електроліт на катоді відбувається осідання шару чистої міді -електроліз розчину мідного купоросу
Cu 2+ + 2 е → Cu 0
На катоді:
Cu 2+
Cu 2+

Электроліз
На аноді:
+ (анод)
-
-
Виділення речовини на електродах внаслідок окисно - відновних реакцій при проходженні струму через електроліт називається електролізом.
Сульфат – іони SO42- , підходячи до анода, віддають йому два зайвих електрона, які через джерело струму надходять на катод і приєднуються до позитивних іонів міді
SO42-
SO42-

Закони електролізу

Закони електролізу
Досліджував електроліз і відкрив його закони англійський фізик Майкл Фарадей в 1834 році
Майкл Фарадей (1791 – 1867)
Відкрив явище електромагнітної індукції, закони електролізу, ввів уявлення про електричне і магнітне поле
Перший закон електролізу
Маса речовини, яка виділяється на електродах при електролізі, прямо пропорційна величині заряду, що пройшов через електроліт
k – електрохімічний еквівалент речовини
(дорівнює масі речовини, яка виділяється при проходженні через електроліт заряду 1 Кл)
Якщо врахувати, що q = I t, то

Закони електролізу
Другий закон електролізу
При однаковій кількості електрики (електричному заряді, що пройшов через електроліт) маса речовини, яка виділяється при електролізі, пропорційна відношенню молярної маси речовини до валентності
m - маса виділеної речовини
k - електрохімічний еквівалент
М - молярна маса речовини
z - валентність речовини
Заряд, необхідний для виділення 1 благаючи речовини, однаковий для всіх електролітів. Він називається числом Фарадея F
Електрохімічний еквівалент і число Фарадея пов'язані співвідношенням

Застосування електролізу

Застосування електролізу
ЗАСТОСУВАННЯ ЕЛЕКТРОЛІЗУ
Отримання хімічно чистих речовин
Гальваностегія
Гальванопластика

Застосування електролізу
Засновником гальванотехніки та її найширшого застосування є
Б. С. Якобі, який винайшов в 1836 році гальванопластику
Борис Семенович Якобі (1801 – 1874) – російський академік, який відкрив гальванопластику, який створив першу конструкцію електродвигуна
Гальванотехніка - це галузь прикладної електрохімії, сенс якої полягає в отриманні електролітичним шляхом металевих копій будь-яких предметів (гальванопластика) або ж у нанесенні цим же способом металевих покриттів на будь-які поверхні (гальваностегія). Спосіб цей свого часу широко використовувався в поліграфічній промисловості і в певних випадках застосовується і зараз.

Застосування електролізу
1. Отримання хімічно чистих речовин
Рафінування міді
+ анод
- катод
Катод – тонка пластина чистої міді, анод – товста пластина неочищеної міді
CuSO4
При проходженні струму через електроліт на катоді осідає чиста мідь, анод витрачається і виснажується
Домішки залишаються в електроліті або осідають на дно
При щільності струму 0,3 А на 1 дм² процес йде кілька днів

Застосування електролізу
1. Отримання хімічно чистих речовин
Отримання алюмінію
Алюміній отримують електролітичним способом з глинозему (згадайте - алюміній є одним з найпоширеніших хімічних елементів земної кори і міститься в будь глині​​)
Електролітичним способом отримують:
Магній, натрій, калій, кальцій ...
Соду, хлор, хлористий кальцій ...
Здійснивши, наприклад, електроліз розчину кухонної солі NaCl, ми можемо отримати відразу 3 корисних хімічних речовини:
Газоподібні водень і хлор, а також розчин їдкого натру NaOH

Застосування електролізу
2. Гальваностегія
Гальваностегія – покриття предметів неокисляющих металами для захисту від корозії
(Ni, Cr, Zn, Ag, Au, Cu …)

Застосування електролізу
3. Гальванопластика
Копія барельєфа, отримана методом гальванопластики
Гальванопластика – отримання відшаровується копій предмета, отриманих шляхом осадження металу на поверхні предмета електролітичним способом
Точність копіювання форми предмета дуже висока, тому що процес йде на іонному (молекулярному) рівні
Застосування:
Отримання рельєфних копій барельєфів, статуй
- Виготовлення кліше, поліграфія
- Випуск цінних паперів, грошей